Г. Г. Соколовский - Электроприводы переменного тока с частотным регулированием (1249707), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Первое из этих выражений показывает, что при ориентации оси вещественных вращающейся системы координат по вектору потокосцепления ротора значение потокосцепления однозначно 192 к к о и, а ~Ы а к и сб $ й аа йо л~~ Р~ ~Е Ы~ о" й ~ 4 ах о о в а ~.ак и Ю 193 определяется составляющей тока ставора по прямой оси а. Второе — дает возможность при известном значении потокосцепления рассчитать значение частоты роторной ЭДС по составляющей тока статора по квадратурной оси р. Расчет потокосцепления ротора и частоты роторной ЭДС по приведенным формулам обеспечивает ориентацию оси а по вектору Ч',. Кроме модуля потокосцепления ротора и роторной частоты в модели потока рассчигывается текущее значение угла поворота О, вращающейся системы координат а — р относительно связанной со статором неподвижной системы координат х — у, а также значение электромагнитного момента двигателя М,.
Сумма измеренного значения скорости, умноженного на число пар полюсов и рассчитанного в модели значения роторной частоты, определяет текущее значение частоты напряжения на статоре аю = р„ге+ Й„. Интегрирование этой величины в интеграторе дает текущее значение угла О,. Это значение используется в блоках ель и е " преобразователей координат прямого канала и канала обратной связи для расчета необходимых значений япО, и созО,. При ориентации оси а по вектору Ч', и расчете через амплитудное значение потокосцепления ротора и проекцию вектора тока статора на квадратурную ось электромагнитный момент рассчитывается по выражению 3 = — р 1гЖ а.
2 Если бы Ч', и 1,а представляли собой проекции пространственных векторов, модули которых приняты равными эффективным (действующим) значениям величин, то для определения значения момента нужно было бы воспользоваться формулой Мд = Зрд1г2Ч 2~р1аьф, Система управления электроприводом выполнена во вращающейся системе координат и построена по принципам подчиненного регулирования. Внешним по отношению к контуру тока по оси а, является контур регулирования потокосцепления ротора с регулятором потока РПт. Выходной сигнал регулятора потока представляет собой сигнал задания составляющей тока статора по вещественной оси ь'„.
На входе регулятора сравниваются сигнал задания Ч", и истинное значение потокосцепления ротора Ч'г, определенное в модели потока. Внешним, по отношению к контуру регулирования тока 1,а, является контур регулирования момента со своим регулятором РМ. На его входе сравниваются выходной 194 сйтнал'регулятора скбрости лт„, который задает зйачение электромагнитного момента, и сигнал обратной связи по моменту М„ вычисленный в модели. Контур регулирования скорости с регулятором РС замкнут по сигналу оз на выходе датчика скорости (ДС) '.
В рассматриваемой схеме исключение влияния перекрестных связей, имеющихся в математической модели двигателя (см. рис. 2.5), обеспечивается путем использования быстродействующих контуров регулирования токов. Это позволяет рассматривать подсистему регулирования потокосцепления ротора как не связанную с подсистемой регулирования момента и делает возможным независимое регулирование потокосцепления ротора подобно тому, как происходит регулирование потока возбуждения в двигателе постоянного тока с независимым возбуждением.
В частности, существует возможность предварительного наманичивания двигателя, т.е. возможность установить поток до того„как на контур скорости будет подан сигнал задания скорости и когда скорость двигателя равна нулю. Если требуется двухзонное регулирование скорости (см.
рис. 6.8), то в системе предусматривается функциональный преобразователь (ФП). Входной сигнал на нем определяется значением скорости. До тех пор, пока скорость не превышает номинальное значение, сигнал на выходе ФП задает номинальный поток и остается постоянным. Когда скорость превысит номинальное значение, сигнал на выходе ФП будет уменьшаться и скорость, ббльшая номинальной, будет достигнута при ослаблении потокосцепления ротора при примерно постоянном значении напряжения на статоре. На входе системы предусмотрен задатчик интенсивности (ЗИ). При подаче на его вход сигнала задания скорости любой, например, ступенчатой формы, изменение сигнала задания скорости на выходе задатчика происходит по линейному или другому заданному закону, что обеспечивает плавный характер разгона и торможения привода.
В соответствии с принципом подчиненного регулирования для ограничения выходной величины внутреннего («подчиненногоь) контура надо ограничить выходной сигнал регулятора внешнего по отношению к нему контура. Поэтому для ограничения токов статора по прямой и квадратурной осям предельно допустимыми значениями, в регуляторах потока РПт и момента РМ предусмотрены блоки ограничения выходных сигналов г;", и г",р.
Аналогичный блок для ограничения момента двигателя предусмотрен в регуляторе скорости. ' Здесь и далее принято, что величины, сравниваемые на сумматоре, обозначаются одним и тем же сил~волом. 195 Ограничение выходного сигнала регулятора внешнего контура вступает в действие, если в переходном процессе сигнал ошибки на его входе, представляющий собой разность между сигналом задания и сигналом обратной связи, станет недопустимо большим. При отсутствии ограничения выходной сигнал регулятора мог бы также стать недопустимо большим, что привело бы к недопустимому увеличению выходной величины подчиненного контура.
При наличии блока ограничения выходная величина регулятора внешнего контура фиксируется на предельном значении до тех пор, пока ошибка на его входе не снизится до допустимого значения. Наличие блока ограничения не только на регуляторе момента, но и на регуляторе скорости позволяет независимо ограничивать значения момента двигателя и тока статора по оси б.
При выборе значений ограничения токов 1,„и г,р надо иметь в виду, что они должны быть выбраны так, чтобы модуль полного тока статора„определяемый как!, = Д+ю",„, не превышал предельно допустимого значения 4, . Это поясняется пространственной векторной диаграммой рис. 7.11, а, на которой показаны пространственный вектор тока статора 1, и токи статора по прямой и квадратурной осям. г1а Рнс. 7.11. Ограничение модуля тока статора: а — пространственная векторная диаграмма; 6 — структура блока ограннчсн 196 На рис. 7.11, б приведена структура блока ограничения тока, обеспечивающего ограничение сигналов задания токов статора по прямой и квадратурной таким образом, что полный ток ограничивается на уровне 1„„, независимо от соотношения между токами г„и ~гр На входе схемы действуют выходные величины регуляторов РПт и РМ, которые в этом случае не содержат блоков ограничения.
Эти величины обозначены 1,"„и ргр. После возведения их в квадрат в блоке Г рассчитываются текущее значение модуля 2 ° 2 сигнала задания тока статора ~1г' ~ = (~,„) +(1гр) и тригонометрические функции угла между текущим положением вектора тока статора и осью а вращающейся системы координат: ып б = (г",,/~1г" ~; сов б = ~;"./~Х,"~. Сигнал на выходе звена ограничения модуля тока обозначен 1, . Сигналы на выходах блока ограничения г,„и гагр являются сигналами задания для контуров регулирования тока. Если ~1г' ~ < 1г„, то 1г' — -~11'~, в результате чего г, = рг*„и с;~ — — 1,*р, т.е. блок ограничения не оказывает влияния на работу схемы.
Если !' 1г' ~ > 1г, р, то 1," = 1„, и выполняются равенства: ~м 'га гга = 1гогр сггзб = 1гагр г г-,ч = 1гогр г ("')' '('-')' ~ а = 1„яп Ь = 1г, — ', = 1га !гр !га (йа ) + (г!а ) С учетом этих выражений модуль сигнала задания тока статора, определенный как корень квадратный из суммы квадратов токов (га и ргрг будет равен 2 .* 2 (~га) + (гагр) = 1гагрг т.е. независимо от соотношения сигналов на выходах регуляторов потока и момента модуль полного тока всегда будет ограничен на уровне 1, „.
В приводе с асинхронным двигателем режим предварительного намагничивания обеспечивается заданием прямой составляющей тока статора, формирующей потокосцепление ротора, раньше, чем будет задана квадратурная составляющая, формирующая мо- !97 РЧ 2 = ЕтЛ2йа(Е2 А2ч 2/Е2> еЬ = ~-т~гьа((~.г'"з ). (7.5) Главная индуктивность Е, входящая в эти выражения непосредственно или как составная часть полной индукгивности рото- 198 мент.
В рассматриваемом блоке при подаче сигнала задания ч"~ на вход контура регулирования потокосцепления ротора величина 1~„ограничивается значением 1„„, обеспечивая форсированное нарастание потокосцепления: В то же время при раздельном ограничении токов г, и ьа (см. рис. 7.10„а) величина 1"„ограничивается значением меньшим, чем 7,,ч„т.е. поток нарастает медленнее. При рассмотрении принципа построения системы (см. рис. 7.10) прелполагалось, что параметры двигателя стабильны во времени, а параметры модели потока точно соответствуют параметрам двигателя и остаются неизменными.
На самом деле параметры двигателя могут меняться в зависимости от внешних причин. Например, активное сопротивление обмоток статора и ротора зависит от температуры, которая зависит от тока, протекающего по ним, и от температуры окружающей среды. Кроме того, магнитную систему двигателя не всегда можно рассматривать как ненасыщенную, характеризуемую постоянными значениями индуктивносзей. Расхождения между изменившимися реальными параметрами двигателя и неизменными параметрами модели приводят к отклонению процессов в приволе от расчетных, не позволяя в полной мере использовать достоинства векторного управления.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
